kT (energi)

kT er produktet af Boltzmanns konstant (k) og den absolutte temperatur (T, i kelvin). På grund af enheden k ( joule pr. Kelvin ) er produktet af disse to elementer en energi , som derfor afhænger af temperaturen. Denne energi bruges i fysik som en skaleringsfaktor for molekylære systemer, hvor mange fænomener eller reaktioner har hastigheder og frekvenser, der ikke kun afhænger af energien, men af ​​forholdet mellem energi og denne faktor kT. Vi finder denne afhængighed især i Arrhenius 'lov eller i Boltzmann-distributionen og derfor i Maxwell-Boltzmann-statistikken , men også i Bose-Einstein- og Fermi-Dirac-statistikken i kvantemekanik . For et system i ligevægt af et kanonisk sæt er sandsynligheden for, at systemet er i en energitilstand E , proportional med e −Δ E / kT . Vi finder denne egenskab anvendt i mange områder inden for fysik eller kemi, især inden for termodynamik ( kinetisk teori om gasser ), i biofysik eller i elektronik ( bandteori ). I sidstnævnte tilfælde er det almindeligt at sammenligne energiniveauer, uanset om det er det forbudte bånd (hul), når det er tilstrækkeligt smalt eller energiniveauer kvantificeret i nanostrukturer ( brønde , ledninger eller kvantepunkter ) med kT , som derefter assimileres med den energi, der medbringes ved termisk omrøring til elektronerne, så de (eller ikke) kan krydse energibarrierer. I termodynamik er kT den mængde varme, der kræves for at øge entropien i et system med en nat .

I makroskopiske systemer, derfor med et stort antal partikler (molekyler) til stede, RT anvendes i stedet , hvor R er den universelle konstant af idealgasser , som er produktet af Boltzmann konstant (k) og Avogadros tal (N A ) , så produktet RT er energi pr. mol .


Ved stuetemperatur ( 25  ° C ) er kT 4,11 × 10 −21  J , 4,114  pN  nm , 9,83  × 10 −22  cal , 25,7  meV eller endda 200  cm −1 .

Noter og referencer

Bibliografi